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1、- 1 - 1 -物理实验报告测定三棱镜折射率 工作报告 实验报告 物理实验报告测定三棱镜折射率物理实验报告测定三棱镜折射率【实验目的】 利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率； 【实验仪器】 分光计，玻璃三棱镜，钠光灯。 【实验原理 】 最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一，如图 10 所示，三角形 ABC 表示玻璃三棱镜的横截面，AB 和 AC 是透光的光学表面，又称折射面，其夹角 a 称为三棱镜的顶角；BC 为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。假设某一波长的光线 LD 入射到棱镜的 AB 面上，经过两次折射后沿 ER 方向射出，则入射线 LD 与出射线 ER 的夹角 称为偏向角。 图 10
2、三棱镜的折射 由图 10 中的几何关系，可得偏向角 因为顶角 a 满足 ，则 对于给定的三棱镜来说，角 a 是固定的， 随 和 而变化。其中 与 、 、 依次相关，因此 实际上是 的函数，偏向角 也就仅随 而变化。在实验中可观察到，当 变化时，偏向角 有一极小值，称为最小偏向角。理论上可以证明，当 时， 具有最小值。显然这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的，如图 11 所示。 您正浏览的文章由第一范文，版权归原作者、原出处所有。图 11 最小偏向角 若用 表示最小偏向角，将 代入式 得- 2 - 2 -（5） 或（6） 因为 ，所以 ，又因为 ，则（7） 根据折射定律 得，（8） 将式
3、 （6） 、 （7 ）代入式 （8）得：（9） 由式 （9 ）可知，只要测出入射光线的最小偏向角 及三棱镜的顶角 ，即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率 n . 【实验内容与步骤】1调节分光计 按实验 24 一 1 中的要求与步骤调整好分光计。2调整平行光管 去掉双面反射镜，打开钠光灯光源。 打开狭缝，松开狭缝锁紧螺丝 3。从望远镜中观察，同时前后移动狭缝装置 2，直至狭缝成像清晰为止。然后调整狭缝宽度为 1 毫米左右（用狭缝宽度调节手轮 1 调节） 。 调节平行光管的倾斜度。将狭缝转至水平，调节平行光管光轴仰角调节螺丝 29，使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合。然后将狭缝转至竖直方向，使
4、之与分划板十字刻度线的竖线重合，并无视差。最后锁紧狭缝装置锁紧螺丝 3。此时平行光管出射平行光，并且平行光管光轴与望远镜光轴重合。至此分光计调整完毕。3测三棱镜的折射率 将三棱镜置于载物台上，并使玻璃三棱镜折射面的法线与平行光管轴线夹角约为 60 度。 观察偏向角的变化。用光源照亮狭缝，根据折射定律判断折射光的出射方向。先用眼睛（不在望远镜内）在此方向观察，可看到几条平行的彩色谱- 3 - 3 -线，然后慢慢转动载物台，同时注意谱线的移动情况，观察偏向角的变化。顺着偏向角减小的方向，缓慢转动载物台，使偏向角继续减小，直至看到谱线移至某一位置后将反向移动。这说明偏向角存在一个最小值（逆转点） 。
5、谱线移动方向发生逆转时的偏向角就是最小偏向角。 1 用望远镜观察谱线。在细心转动载物台时，使望远镜一直跟踪谱线，并注意观察某一波长谱线的移动情况（各波长谱线的逆转点不同） 。在该谱线逆转移动时，拧紧游标盘制动螺丝 27，调节游标盘微调螺丝 26，准确找到最小偏向角的位置。 2 测量最小偏向角位置。转动望远镜支架 15 ，使谱线位于分划板的中央，旋紧望远镜支架制动螺丝 21，调节望远镜微调螺丝 18，使望远镜内的分划板十字刻度线的中央竖线对准该谱线中央，从游标 1 和游标 2 读出该谱线折射光线的角度 和 。 3 测定入射光方向。移去三棱镜，松开望远镜制动螺丝 21 ，移动望远镜支架 15 ，将望远镜对准平行光管，微调望远镜，将狭缝像准确地位于分划板的中央竖直刻度线上，从两游标分别读出入射光线的角度 和 。 4 按 计算最小偏向角 （取绝对值） 。 5 重复步骤 16，可分别测出汞灯光谱中各谱线的最小偏向角 。 6 按式 （9）计算出三棱镜对各波长谱线的折射率。计算折射率 n 的数据表格 3。 【数据记录及处理】表 3 测量最小偏向角 钠光波长（ ） 次数 游标 1 游标 2
